Reliefs de type Géomorphon (ArcGIS Spatial Analyst)

Synthèse

Calcule le modèle de géomorphon de chaque cellule d’un raster de surface en entrée et classe les géomorphons calculés en types de reliefs communs.

Utilisation

• Un géomorphon est une représentation du paysage basée sur les différences d’élévation dans la zone environnante d’une cellule cible. 498 modèles de géomorphons uniques peuvent être classés selon 10 types de paysages communs : surface plate, pic, crête, épaulement, éperon, pente, creux, bas de pente, vallée et dépression (Jasiewicz et Stepiski, 2012).

• La valeur du paramètre Output landforms raster (Raster de reliefs en sortie) (out_landforms_raster en Python) est la sortie principale. Il s’agit d’un raster représentant le résultat de la classification des géomorphons selon 10 types de reliefs à l’aide d’une table de correspondance. Le modèle de géomorphon est une sortie facultative, qui peut être enregistré en spécifiant la valeur du paramètre Output geomorphons raster (Raster de géomorphons en sortie) (out_geomorphons_raster en Python). Il s’agit d’un raster qui représente l’identifiant unique du modèle de géomorphon. Il peut être utilisé pour classer les géomorphons dans des reliefs autres que ceux de la valeur de Output landforms raster (Raster de reliefs en sortie).

• La zone environnante, la zone d’analyse, d’une cellule cible est déterminée par les paramètres Search distance (Distance de recherche) (search_distance en Python) et Skip distance (Distance omise) (skip_distance en Python). Ces paramètres définissent le rayon de la zone qui sera utilisée pour calculer le modèle de géomorphon d’une cellule cible. Le paramètre Skip distance (Distance omise) spécifie la distance séparant la cellule cible du début de la zone d’analyse. Le paramètre Search distance (Distance de recherche) indique jusqu’où s’étend la zone. La valeur du paramètre Skip distance (Distance omise) doit être inférieure à celle du paramètre Search distance (Distance de recherche).

• Une valeur élevée pour le paramètre Search distance (Distance de recherche) produit une zone d’analyse étendue, ce qui peut fournir davantage d’informations sur le terrain environnant et améliorer la capacité de classification d’une cellule cible dans le cadre d’une entité de paysage de grande taille. Dans le même temps, avec une valeur élevée, les entités de petite taille risquent d’être omises. Par exemple, une cellule peut être classée comme une surface plate dans une petite zone d’analyse (valeur de Search distance (Distance de recherche) faible) mais comme une vallée dans une zone d’analyse plus grande (valeur de Search distance (Distance de recherche) élevée). Plus la valeur de Search distance (Distance de recherche) est faible, plus les zones d’analyse sont petites. Dans celles-ci, les entités de paysage de grande taille peuvent être décomposées en entités plus petites et classées en conséquence.

• Si une valeur est spécifiée pour le paramètre Skip distance (Distance omise), le focus porte sur les zones plus éloignées de la cellule cible et le raster de reliefs classés généré est plus lisse. Si aucune valeur n’est spécifiée pour Skip distance (Distance omise), toutes les cellules voisines au sein de la zone d’analyse sont prises en compte lors de l’identification du modèle de géomorphon.

• Le paramètre Flat terrain angle threshold (Seuil d’angle de terrain plat) (angle_threshold en Python) spécifie la différence entre les angles de ligne de visée sous lesquels la zone environnante visible est considérée comme plate. Lorsque vous déterminez la valeur du paramètre Flat terrain angle threshold (Seuil d’angle de terrain plat), tenez compte de la taille de cellule de la valeur du paramètre Input surface raster (Raster de surface en entrée). Par exemple, une différence d’un degré représente plusieurs mètres de différence d’élévation pour un raster en entrée avec une taille de cellule élevée. Avec une valeur de paramètre Flat terrain angle threshold (Seuil d’angle de terrain plat) élevée, davantage de surfaces sont identifiées comme plates.

• Spécifier la valeur de Z unit (Unité z) (z_unit en Python) garantit que les différences d’élévation seront calculées correctement, tout comme les angles de ligne de visée utilisés pour générer le modèle de géomorphon et la classification des reliefs.

  Si une unité z est disponible dans le système de coordonnées verticales du raster en entrée, elle est automatiquement appliquée. Il est recommandé de définir une unité z pour le raster en entrée si elle est manquante dans le raster de surface en entrée. Vous pouvez utiliser l’outil Définir une projection pour spécifier une unité z. Si aucune coordonnée verticale n’est définie, les mètres sont utilisés par défaut. Cet outil génère un avertissement lorsque l’unité z spécifiée est incorrecte, selon le calcul des angles de ligne de visée dans chaque direction cardinale. Par exemple, si les valeurs d’élévation du MNE sont en mètres, mais que des centimètres ont été spécifiés pour le paramètre Z unit (unité z), le terrain est considéré comme plat et les reliefs ne sont pas classés correctement.

• Les cellules NoData dans le raster de surface sont ignorées et les paramètres Output landforms raster (Raster de reliefs en sortie) et Output geomorphons raster (Raster de géomorphons en sortie) reçoivent la valeur NoData.

• Bibliographie :

  • Jasiewicz, J et Stepinski, T. J., Geomorphons - a pattern recognition approach to classification and mapping of landforms, Geomorphology, 182, 15 janvier 2013 : 147-56. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2012.11.005

Paramètres

Boîte de dialogue

Étiquette	Explication	Type de données
Raster de surface en entrée	Raster de surface en entrée.	Raster Layer
Raster de géomorphons en sortie (Facultatif)	À chaque modèle de géomorphon est attribué un identifiant unique, qui est stocké pour chaque cellule du raster de géomorphons en sortie. La sortie est de type entier.	Raster Dataset
Seuil d’angle de terrain plat (Facultatif)	Seuil d’angle (en degrés) sous lequel la cellule cible est classée comme plate. La valeur par défaut est d’un degré. Pour les MNE de faible résolution, il est recommandé de spécifier une valeur supérieure à la valeur par défaut.	Double
Unités de distance (Facultatif)	Spécifie l’unité de distance utilisée pour les paramètres Search distance (Distance de recherche) et Skip distance (Distance omise). La distance est exprimée dans l’unité ou le nombre de cellules spécifié. La valeur par défaut est Cells (Cellules). Cellules—Unité de distance : cellules. Mètres—Unité de distance : mètres. Centimètres—Unité de distance : centimètres. Kilomètres—Unité de distance : kilomètres. Pouces—Unité de distance : pouces. Pieds—Unité de distance : pieds. Yard—Unité de distance : yards. Milles—Unité de distance : miles.	String
Distance de recherche (Facultatif)	Distance à partir de la cellule cible qui définit le rayon de la zone utilisée pour identifier le modèle de géomorphon. La valeur par défaut est 10. Utilisez une valeur de distance de recherche correspondant au type et à la taille des reliefs à classer.	Double
Distance omise (Facultatif)	Distance séparant la cellule cible du début de la zone d’analyse. Les cellules voisines situées dans ce secteur sont ignorées et ne sont pas utilisées pour identifier le modèle de géomorphon. La classification de chaque cellule individuelle est déterminée en évaluant les cellules voisines au sein de la distance omise à partir du centre de la cellule cible.	Double
Unité Z (Facultatif)	Spécifie l’unité linéaire utilisée pour des valeurs z verticales. Elle est définie par un système de coordonnées verticales s'il en existe un. En l’absence d’un système de coordonnées verticales, définissez l’unité z à partir de la liste d’unités pour garantir un calcul géodésique correct. L’unité par défaut est le mètre. Pouce—L’unité linéaire est spécifiée en pouces. Pied—L’unité linéaire est spécifiée en pieds. Yard—L’unité linéaire est spécifiée en yards. Mile US—L’unité linéaire est spécifiée en miles. Mille nautique—L’unité linéaire est spécifiée en milles nautiques. Millimètre—L’unité linéaire est spécifiée en millimètres. Centimètre—L’unité linéaire est spécifiée en centimètres. Mètre—L’unité linéaire est spécifiée en mètres. Kilomètre—L’unité linéaire est spécifiée en kilomètres. Décimètre—L’unité linéaire est spécifiée en décimètres.	String

Valeur renvoyée

Étiquette	Explication	Type de données
Raster de reliefs en sortie	Raster de reliefs classé en sortie. La sortie est de type entier. Chaque valeur correspond à un type de relief spécifique (surface plate : valeur de cellule 1, pic : valeur de cellule 2, crête : valeur de cellule 3, épaulement : valeur de cellule 4, éperon : valeur de cellule 5, pente : valeur de cellule 6, creux : valeur de cellule 7, bas de pente : valeur de cellule 8, vallée : valeur de cellule 9, dépression : valeur de cellule 10).	Raster

Python

GeomorphonLandforms(in_surface_raster, {out_geomorphons_raster}, {angle_threshold}, {distance_units}, {search_distance}, {skip_distance}, {z_unit})

Nom	Explication	Type de données
in_surface_raster	Raster de surface en entrée.	Raster Layer
out_geomorphons_raster (Facultatif)	À chaque modèle de géomorphon est attribué un identifiant unique, qui est stocké pour chaque cellule du raster de géomorphons en sortie. La sortie est de type entier.	Raster Dataset
angle_threshold (Facultatif)	Seuil d’angle (en degrés) sous lequel la cellule cible est classée comme plate. La valeur par défaut est d’un degré. Pour les MNE de faible résolution, il est recommandé de spécifier une valeur supérieure à la valeur par défaut.	Double
distance_units (Facultatif)	Spécifie l’unité de distance utilisée pour les paramètres Search distance (Distance de recherche) et Skip distance (Distance omise). La distance est exprimée dans l’unité ou le nombre de cellules spécifié. La valeur par défaut est Cells (Cellules). Spécifie l’unité de distance utilisée pour les paramètres search_distance et skip_distance. La distance est exprimée dans l’unité ou le nombre de cellules spécifié. La valeur par défaut est CELLS. CELLS—Unité de distance : cellules. METERS—Unité de distance : mètres. CENTIMETERS—Unité de distance : centimètres. KILOMETERS—Unité de distance : kilomètres. INCHES—Unité de distance : pouces. FEET—Unité de distance : pieds. YARDS—Unité de distance : yards. MILES—Unité de distance : miles.	String
search_distance (Facultatif)	Distance à partir de la cellule cible qui définit le rayon de la zone utilisée pour identifier le modèle de géomorphon. La valeur par défaut est 10. Utilisez une valeur de distance de recherche correspondant au type et à la taille des reliefs à classer.	Double
skip_distance (Facultatif)	Distance séparant la cellule cible du début de la zone d’analyse. Les cellules voisines situées dans ce secteur sont ignorées et ne sont pas utilisées pour identifier le modèle de géomorphon. La classification de chaque cellule individuelle est déterminée en évaluant les cellules voisines au sein de la distance omise à partir du centre de la cellule cible.	Double
z_unit (Facultatif)	Spécifie l’unité linéaire utilisée pour des valeurs z verticales. Elle est définie par un système de coordonnées verticales s'il en existe un. En l’absence d’un système de coordonnées verticales, définissez l’unité z à partir de la liste d’unités pour garantir un calcul géodésique correct. L’unité par défaut est le mètre. INCH—L’unité linéaire est spécifiée en pouces. FOOT—L’unité linéaire est spécifiée en pieds. YARD—L’unité linéaire est spécifiée en yards. MILE_US—L’unité linéaire est spécifiée en miles. NAUTICAL_MILE—L’unité linéaire est spécifiée en milles nautiques. MILLIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en millimètres. CENTIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en centimètres. METER—L’unité linéaire est spécifiée en mètres. KILOMETER—L’unité linéaire est spécifiée en kilomètres. DECIMETER—L’unité linéaire est spécifiée en décimètres.	String

Valeur renvoyée

Nom	Explication	Type de données
out_landforms_raster	Raster de reliefs classé en sortie. La sortie est de type entier. Chaque valeur correspond à un type de relief spécifique (surface plate : valeur de cellule 1, pic : valeur de cellule 2, crête : valeur de cellule 3, épaulement : valeur de cellule 4, éperon : valeur de cellule 5, pente : valeur de cellule 6, creux : valeur de cellule 7, bas de pente : valeur de cellule 8, vallée : valeur de cellule 9, dépression : valeur de cellule 10).	Raster

Exemple de code

Exemple 1 d’utilisation de l’outil GeomorphonLandforms (fenêtre Python)

L’exemple suivant illustre l’utilisation de cet outil dans la fenêtre Python.

Cet exemple génère un raster de reliefs à partir d’un raster de surface en entrée en utilisant les valeurs par défaut pour tous les paramètres facultatifs.

from arcpy.sa import *
outGeomorphonLandforms = GeomorphonLandforms("elevation_1m.tif", "", "", "", "", "", "")
outGeomorphonLandforms.save("C:/sapyexamples/output/outgeorphonlandforms01.tif")

Exemple 2 d’utilisation de l’outil GeomorphonLandforms (script autonome)

L’exemple suivant illustre l’utilisation de cet outil dans un script Python autonome.

Cet exemple génère un raster de reliefs classé à partir des géomorphons calculés sur une distance de recherche de 50 mètres, en omettant les cellules situées dans un rayon de 2 mètres de la cellule cible.

# Name: GeomorphonLandforms_standalone.py
# Description: Calculates geomorphons over a search distance of 50 meters, skipping cells within 2 meters
# of the target cell. Terrain is considered flat if the difference between elevation angles is less or equal to 2 degrees.
# The calculated geomorphons are classified into landforms and saved as a raster. 
# Requirements: Spatial Analyst Extension

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Set environment settings
arcpy.env.workspace = "C:/sapyexamples/data"

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("Spatial")

# Set local variables
inRaster = "elevation_1m.tif"
inAngleThreshold = 2
inDistanceUnits = "METERS"
inSearchDistance = 50
inSkipDistance = 2
inZunit = "METER"

# Execute the tool
outGeomorphonLandforms = GeomorphonLandforms(inRaster, "", inAngleThreshold, inDistanceUnits,
                                         inSearchDistance, inSkipDistance, inZunit)

# Save the output 
outGeomorphonLandforms.save("C:/sapyexamples/output/outgeomorphonlandforms02.tif")

Environnements

Taille de cellule, Méthode de projection de la taille de cellule, Espace de travail courant, Système de coordonnées en sortie, Étendue, Masque, Raster de capture